[發明專利]半導體用密封組合物、半導體裝置及其制造方法、以及聚合物及其制造方法

有效

• 申請號: 201380005535.1
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN104081503A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 小野升子;茅場靖剛;田中博文;高村一夫;鈴木常司;三尾茂
• 申請（專利權）人: 三井化學株式會社
• 主分類號: H01L21/312
• 分類號: H01L21/312;C08G73/04;H01L21/768;H01L23/29;H01L23/31;H01L23/532
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;於毓楨

技術領域

本發明涉及半導體用密封組合物、半導體裝置及其制造方法、以及聚合物及其制造方法。

背景技術

在微細化進展的半導體裝置的領域中，作為半導體的層間絕緣層，對具有多孔質結構的低介電常數的材料(以下，有時稱為“low-k材料”)進行了各種研究。

在這樣的具有多孔質結構的半導體層間絕緣層中，如果為了使介電常數進一步降低而增大空隙率，則作為布線材料而被埋入的銅等金屬成分、由等離子體處理造成的等離子體成分(自由基和離子中的至少1種。以下相同。)等變得易于進入半導體層間絕緣層中的細孔，有時介電常數上升，或產生泄漏電流。

此外，在不是多孔質的層間絕緣層中，有時金屬成分、等離子體成分等也滲透，與多孔質的層間絕緣層同樣地，有時介電常數上升，或產生泄漏電流。

另一方面，在使用了多孔質低介電常數材料的半導體裝置的制造方法中，已知通過在蝕刻后的濕式洗滌中使用膠束狀的表面活性劑來密封通過蝕刻而形成的槽的側壁面的細孔的技術(例如，參照日本特表2009-503879號公報)。

此外已知，在low-k材料具有疏水性的表面的情況下，通過對其表面施與聚乙烯醇系兩親性聚合物來控制材料的親水性、疏水性的技術(例如，參照國際公開第09/012184號小冊子)。

此外，已知包含陽離子性聚合物和表面活性劑的半導體研磨用組合物(例如，參照日本特開2006-352042號公報)。

發明內容

發明所要解決的課題

在上述日本特表2009-503879號公報所記載的技術中，有時未采用膠束結構的表面活性劑進入槽的側壁面的細孔而使相對介電常數上升。此外有時由于膠束而使層間絕緣層與布線材料的密合性降低。

此外，在上述國際公開第09/012184號小冊子所記載的技術中，由于聚乙烯醇系兩親性聚合物間的氫鍵而易于形成體積大的層，由此，有時層間絕緣層的相對介電常數上升，有時發生層間絕緣層與布線材料的密合性的降低。

此外，有時要求對層間絕緣層具有更優異的密封性的半導體用密封組合物。

因此，本發明的課題是，提供對層間絕緣層的密封性優異的半導體用密封組合物、使用了該半導體用密封組合物的半導體裝置及其制造方法、以及適合于該半導體用密封組合物的聚合物及其制造方法。

用于解決課題的方法

本發明人等進行了深入研究，結果發現，通過調整特定聚合物的支化度使其為某值以上，從而對層間絕緣層的密封性顯著地提高，完成了本發明。

即，用于解決上述課題的具體方法如下所述。

<1>.一種半導體用密封組合物，其含有下述聚合物，且鈉和鉀的含量以元素基準計分別為10重量ppb以下，所述聚合物具有包含叔氮原子和季氮原子中的至少一方的2個以上陽離子性官能團，且重均分子量為2000～1000000，支化度為48％以上。

<2>.根據<1>所述的半導體用密封組合物，所述聚合物具有來源于碳原子數2～8的亞烷基亞胺并且包含叔氮原子作為陽離子性官能團的結構單元。

<3>.根據<2>所述的半導體用密封組合物，所述聚合物還具有來源于碳原子數2～8的亞烷基亞胺并且包含仲氮原子作為陽離子性官能團的結構單元。

<4>.根據<1>～<3>的任一項所述的半導體密封用組合物，所述聚合物包含伯氮原子，所述聚合物中的伯氮原子在全部氮原子中所占的比例為33摩爾％以上。

<5>.根據<1>～<4>的任一項所述的半導體用密封組合物，所述聚合物的支化度為55％以上。

<6>.根據<1>～<5>的任一項所述的半導體用密封組合物，通過動態光散射法測定得到的平均粒徑為150nm以下。

<7>.根據<1>～<6>的任一項所述的半導體用密封組合物，所述聚合物為聚乙烯亞胺或聚乙烯亞胺衍生物。

<8>.根據<1>～<7>的任一項所述的半導體用密封組合物，所述聚合物的陽離子性官能團當量為27～430。

<9>.一種半導體裝置的制造方法，其包含下述密封組合物施與工序：將<1>～<8>的任一項所述的半導體用密封組合物，施與至基板上所形成的層間絕緣層。